Showing papers by "Georg von Freymann published in 2007"

Effect of Disorder on the Optically Amplified Photocatalytic Efficiency of Titania Inverse Opals

Abstract: Optically amplified photochemistry with slow photons has been realized in our previous work when a photoactive material such as TiO2 was molded into a photonic crystal and the corresponding energy of photonic bands overlapped with the electronic excitation. While numerous applications of photonic crystals have been proposed, the real practicality depends on the extent of structural imperfection that can be tolerated before significant deterioration in the optical response deems it unrealistic to use. As a result, it is important to evaluate the amount of structural disorder that can be tolerated in inverse TiO2 opals if they are to be used as amplified photocatalysts for photolytic degradation of organics in environmental remediation and water purification. We present a systematic study on the effect of disorder with relation to the photocatalytic efficiency of oxidizing methylene blue dye adsorbed on inverse TiO2 opals by introducing different fractions and sizes of guest spheres into the opal template. ...

Compressible photonic crystal

Abstract: A compressible photonic crystal comprising a polymer with an ordered array of voids, the photonic crystal having a reflectance in a first wavelength range for light incident to its incident surface and its opposing incident surface; wherein compression against at least a portion of at least one of the surfaces shifts the reflectance to a second wavelength range in at least that portion of that surface. The crystal may be used in authentication devices of various types.

Highly Selective Wet Etch for High-Resolution Three-Dimensional Nanostructures in Arsenic Sulfide All-Inorganic Photoresist

Abstract: In this work, we present the rational synthesis of a novel, highly selective etchant, N-(4-methoxybenzyl)-(pyren-1-yl)amine, enabling the facile and direct fabrication of free-standing 3D structures within an arsenic−sulfide all-inorganic photoresist, patterned via 3D direct laser writing. The chemical and physical underpinnings of this novel wet etchant are described in detail. Our novel molecule enables the fabrication of intricate, shrinkage-free 3D structures with minimum feature sizes of 180 nm in only one etching step. Because of the high transparency of arsenic−sulfide glass in the telecommunication window, structures fabricated along these lines could be well-suited as final structural elements for 3D optical structures and devices in the sub-micrometer scale. The results presented here enable their facile realization, thus making this material a desirable alternative to traditional photopolymers.

Laue‐Beugung auf dem Schreibtisch. Photonische Quasikristalle

Abstract: Quasikristalle aus atomaren Strukturen, die Rontgenlicht beugen, sind seit rund einem Vierteljahrhundert bekannt. Seit 2006 sind dreidimensionale Quasikristalle mit groseren Strukturen nanotechnologisch herstellbar, die auf sichtbares Licht abgestimmt sind. Diese photonischen Quasikristalle erlauben zum Beispiel mit einem Laserpointer eine einfache Visualisierung der ungewohnlichen Laue-Beugungsbilder. Im Gegensatz zum Rontgenbereich “spurt” das Licht beim Durchgang durch die Struktur eine starke raumliche Modulation der optischen Brechzahl. Das wirft neue Fragen zur Physik der Wellenausbreitung in photonischen Quasikristallen auf.

Method for producing a photonic crystal

Abstract: The invention relates to a method for producing a photonic crystal which consists of a material with a high refractive index, comprising the following steps: (a) Provision of a polymer structure with cross-linked air voids with surfaces displaying empty interstitial lattice sites; (b) Application of a homogeneous, isotropic thin coating material on the surfaces of the polymer structure; (c) Introduction of a highly refractive material; (d) Opening of an access to the polymer or coating material applied according to step (b); (e) Removal of the layer applied in step (b); (f) Removal of the polymer structure.

Chemical etching composition for the preparation of 3-d nano-structures

Abstract: A method of using a chemical compound as an etchant for the removal of unmodified areas of a chalcogenide-based glass, while leaving the imagewise modified areas un-removed, wherein the compound contains a secondary amine, R1 R2 NH, with R1 and/or R2 having a sterically bulky group with more than 5 atoms.

Verfahren zur Herstellung eines Photonischen Kristalls

Abstract: Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Photonischen Kristalls, der aus einem Material mit hohem Brechungsindex besteht, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: a) Bereitstellen einer Polymerstruktur mit vernetzten Luftporen, dessen Oberflache leere Zwischengitterplatze aufweist, b) Aufbringen eines homogenen, isotropen dunnen Beschichtungsmaterials auf die Oberflache der Polymerstruktur, c) Einbringen eines hochbrechenden Materials, d) Offnen eines Zugangs zum Polymer oder zum gemas Schritt b) aufgebrachten Beschichtungsmaterial, e) Entfernen der in Schritt b) aufgebrachten Schicht, f) Entfernung der polymeren Struktur.

Slow Photons in TiO2 Inverse Opals: Optical Amplification and Effect of Disorder on the Photocatalytic Efficiency

Abstract: Nanocrystalline TiO2 (nc-TiO2) in the anatase phase is widely used for photo-degrading organic pollutants in a variety of environmental applications. Herein we show that slow photons in photonic crystals fashioned from nc-TiO2 can optically amplify the photocatalytic efficiency as a result of the longer path length of light and increased probability in anatase absorption, and that the optical amplification is tolerant to some degree of disorder. We investigated the photodegradation of adsorbed methylene blue on inverse TiO2 opals (i-nc-TiO2-o) with different stop-band energies under monochromatic and white light irradiation. By using template spheres with different diameters, the energy of the slow photons was tuned in-and-out of the anatase electronic absorption, thereby allowing the systematic study of the effects of photonic structure on the photo-degradation efficiency of TiO2. Under monochromatic irradiation at 370 nm, a remarkable twofold enhancement was observed for i-nc-TiO2-o with stop-band at 345 nm, as a result of slow photon coupling at 370 nm. Under white light (>300 nm) irradiation, an increase in the photo-degradation efficiency was observed when the stop-band moves from 370 to 300 nm, as a result of slow photon coupling and the suppression of stop-band reflection by the anatase absorption. By optimizing the energy of the photonic stop-band with respect to the semiconductor electronic band gap, we effectively harvested slow photons in the dielectric part of the material to give optically amplified photochemistry. Furthermore, we studied the effect of structural disorder on the photocatalytic efficiency of the inverse opals by introducing different fractions and sizes of guest spheres into the opal template. We found that half of the enhancement originally achieved by the inverse opal made from monodispersed spheres is conserved when the domain size of the host spheres remains above a critical threshold. Such a high tolerance to structural disorder provides strong support for the potential use of inverse TiO2 opals in environmental cleanup and water treatment applications.

Optische Anordnung und ihre Verwendung

Abstract: Optische Anordnung (10) mit einem Laser (1), wobei im Strahlengang des aus dem Laser (1) austretenden Laserstrahls (2) zwischen dem Laser (1) und einem fokussierenden Element (4) derart eine Amplitudenmaske (3) eingebracht ist, dass der Laserstrahl (2) so gefuhrt wird, dass die Beaufschlagung der Amplitudenmaske (3) durch den Laserstrahl (2) vor der Fokussierung des Laserstrahls im fokussierenden Element (4) erfolgt, wobei die Amplitudenmaske (3) genau einen Ring (31) aufweist, der konzentrisch um die Achse der Amplitudenmaske (3) angeordnet ist und der einen inneren Offnungswinkel Θ i von 1° bis 25° und einen auseren Offnungswinkel Θ a von mindestens 60° aufweist, wobei der Ring (31) eine Transmission von 0% bis 60% und die Bereiche (30, 32) auf der Amplitudenmaske (3) auserhalb des Rings (31) eine Transmission zwischen 80% und 100% aufweisen, abgesehen von einem sich auserhalb des Laserstrahls (2) befindlichen Rand (39) der Amplitudenmaske (3).

Optisches element, verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung

Abstract: Die Erfindung betrifft ein optisches Element, ein Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung als Isolator oder Polarisator. Ein erfindungsgemases optisches Element fur ein Frequenzfenster aus dem elektromagnetischen Spektrum umfasst eine erste Komponente, die die Funktion einer Viertelwellenplatte besitzt, und eine sich hieran anschliesende zweite Komponente, die einen zirkularen Dichroismus aufweist. Wird die erste Komponente von einer linear polarisierten Welle beaufschlagt, so findet das optische Element Verwendung als optischer Isolator. Wird jedoch die zweite Komponente von der linear polarisierten Welle beaufschlagt, so findet das optische Element Verwendung als optischer Polarisator. Ein erfindungsgemases optisches Element, das als optischer Isolator verwendet wird, lasst sich in Lasersystemen zur Verringerung oder Unterdruckung der Ruckkopplung des Lasers einsetzen. Weiterhin werden damit Fenster moglich, die in einem bestimmten Frequenzfenster nur von einer Richtung aus durchsichtig sind. Fur den infraroten Wellenlangenbereich ergibt sich damit unidirekt ionale Warmeisolation.